一種生產(chǎn)硫酸亞鐵單水合物的方法，所述方法包括：(a)在至少第一反應(yīng)容器中將鐵源與硫酸水溶液反應(yīng)，以得到包含硫酸亞鐵和酸溶液的工藝液體；和然后(b)在混合容器中將所述工藝液體與濃硫酸合并，使得所述溶液自身結(jié)晶，由此形成包含結(jié)晶硫酸亞鐵單水合物的漿料。如果需要，則可將所述漿料轉(zhuǎn)化成硫酸鐵。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】本專利技術(shù)涉及硫酸亞鐵單水合物、特別地可以為漿料或固體產(chǎn)物形式的硫酸亞鐵單水合物的生產(chǎn)，以及所述硫酸亞鐵單水合物隨后的用途，特別地，用作生產(chǎn)硫酸鐵的給料。
技術(shù)介紹
多年來，將鐵與硫酸接觸以生產(chǎn)硫酸亞鐵溶液和氫氣的方法是熟知的。用于這種方法的原材料易于獲得；鐵可以作為相對純的固體(例如鋼，通常為回收的鋼)或作為化學(xué)鍵合的鹽(通常為氧化鐵或硫酸鐵)提供。GB-A-2246561描述了一種生產(chǎn)硫酸鐵水溶液的方法。該方法涉及將硫酸亞鐵、硝酸和硫酸在水溶液中反應(yīng)以將硫酸亞鐵氧化成硫酸鐵并然后通過將殘留的硫酸亞鐵與過氧化物氧化劑反應(yīng)而完成氧化，以使得制得的產(chǎn)物基本不含亞鐵離子。因此，需要一種能夠用于生產(chǎn)硫酸鐵的這種方法中的硫酸亞鐵源。盡管高度水合的硫酸亞鐵如綠礬(其主體為七水合物FeSO4. 7H20)是已知的，但是仍期望生產(chǎn)單水合的產(chǎn)物。所述單水合的產(chǎn)物具有特殊的用途。在農(nóng)業(yè)中包括所述產(chǎn)物以作為動物飼料添加劑，在園藝中包括所述產(chǎn)物以作為殺死苔蘚的添加劑，且在水泥生產(chǎn)中包括所述產(chǎn)物以用于還原水泥中的Cr6+。專利技術(shù)概述在第一方面中，本專利技術(shù)提供用于，所述方法包括(a)在至少第一反應(yīng)容器中將鐵源與硫酸水溶液反應(yīng)，以得到包含硫酸亞鐵和酸溶液的工藝液體；然后(b)在混合容器中將所述工藝液體與濃硫酸合并，使得所述溶液自身結(jié)晶，由此形成包含結(jié)晶硫酸亞鐵單水合物的漿料。在第二方面中，本專利技術(shù)提供生產(chǎn)硫酸鐵的方法，所述方法包括實施所述第一方面的方法以及然后將由此得到的漿料轉(zhuǎn)化成硫酸鐵。在第三方面中，本專利技術(shù)提供生產(chǎn)硫酸鐵的方法，所述方法包括實施所述第一方面的方法，然后將所述結(jié)晶硫酸亞鐵單水合物從由此得到的漿料中分離，并然后將所述由此得到的結(jié)晶硫酸亞鐵單水合物轉(zhuǎn)化成硫酸鐵。專利技術(shù)詳述用于本專利技術(shù)中的鐵源合適地為固體鐵。所述鐵源可以為鋼、特別是廢鋼，但還能夠考慮其他鐵源，特別是鐵礦石。能夠考慮使用的鐵礦石包括富含鐵的礦石如黃鐵礦灰和鐵氧化物礦石如磁鐵礦、赤鐵礦或針鐵礦。還可考慮使用軋屑(源自鋼的生產(chǎn)的氧化亞鐵垢)。可使用不同鐵源的混合物。優(yōu)選地，作為碎片或顆粒的形式的固體鐵提供鐵源。固體鐵的接觸表面積和“運送能力”是主要考慮因素。典型地，所述顆粒或碎片具有尺寸為5mnT35mm如10mnT30mm、優(yōu)選10mnT25mm的直徑。如同技術(shù)人員所理解的，通過使用具有合適網(wǎng)眼尺寸的篩子或一系列篩子能夠確定顆粒的尺寸。在一個實施方案中，所述鐵源的一部分或全部作為固體鋼以例如鋼的碎片的形式、或以固體鐵礦石的形式如以鐵礦石的碎片的形式提供。在步驟(a)中，一部分或全部反應(yīng)可任選地在三價鐵(Fe3+)離子存在下發(fā)生。關(guān)于這一點，可在步驟(a)中的反應(yīng)開始之前提供三價鐵離子和/或在步驟(a)的反應(yīng)期間在任一階段添加三價鐵離子。換言之，可在所有鐵源都反應(yīng)之前的任一階段，添加三價鐵離子源。通過在步驟(a)之前或期間添加三價鐵離子源，具有三價鐵離子的優(yōu)勢在于，將更有效地進(jìn)行反應(yīng)。添加三價鐵離子將抵消在反應(yīng)過程期間發(fā)生的酸濃度的下降對反應(yīng)速率的影響。因此，使用三價鐵離子促進(jìn)了硫酸亞鐵的高總生產(chǎn)速率。由此，在結(jié)晶硫酸亞鐵單水合物中的一部分鐵可得自于作為起始材料的三價鐵離子源，且在結(jié)晶硫酸亞鐵單水合物中的至少一部分鐵得自于鐵源，尤其是作為起始材料的固體鐵(例如鋼或鐵礦石)。優(yōu)選地，在結(jié)晶硫酸亞鐵單水合物中25原子％(原子百分比)以上的鐵得自鐵源 (例如鋼)，例如30原子％以上，更優(yōu)選32原子％以上，例如33原子％以上，最優(yōu)選34原子％以上例如3Γ100原子％。優(yōu)選地，在結(jié)晶硫酸亞鐵單水合物中(Γ66原子％的鐵得自于三價鐵離子源(例如三價鐵的化合物)。在一個實施方案中，在結(jié)晶硫酸亞鐵單水合物中95原子％以上例如99原子％以上的鐵得自鐵源(例如鋼)和三價鐵離子源(例如三價鐵化合物)。最優(yōu)選地，在結(jié)晶硫酸亞鐵單水合物中所有的鐵都得自于鐵源(例如鋼)和三價鐵離子源(例如三價鐵化合物)。通過以化學(xué)鍵合的鐵鹽的形式添加三價鐵的化合物，可提供三價鐵離子。例如，可添加氧化鐵或硫酸鐵。關(guān)于這一點，三價鐵化合物可具有0%飛6%固體的軋屑。通過在步驟(a)中存在的硫酸，能夠消化三價鐵化合物。或者或另外地，通過在步驟(a)中添加三價鐵離子溶液可提供三價鐵離子，例如可在步驟(a)中添加硫酸鐵溶液。或者或另外地，將三價鐵的化合物與酸反應(yīng)并然后在步驟(a)中能夠添加這種消化的三價鐵物種。特別地，可將三價鐵的化合物如氧化鐵與硫酸反應(yīng)以產(chǎn)生硫酸鐵(Fe2(SO4)3)并然后在步驟(a)中能夠添加該物質(zhì)。任選地將這種產(chǎn)生的硫酸鐵與用于步驟(a)中的一部分或全部硫酸一起添加。可在步驟(a)中與三價鐵化合物一起向第一反應(yīng)容器中提供鐵源，例如，在步驟(a)中，可向第一反應(yīng)容器中添加鋼和干燥的三價鐵化合物的混合物。能夠以受控方式添加三價鐵化合物以生產(chǎn)向反應(yīng)進(jìn)料的鐵化合物的均勻共混物。可以連續(xù)、或半連續(xù)(即通常是連續(xù)的，但存在某些暫停；例如，75%以上的時間，連續(xù)進(jìn)料鐵源)或間歇方式(即不連續(xù))向第一反應(yīng)容器中進(jìn)料鐵源。可使用用于向第一反應(yīng)容器中進(jìn)料鐵源的任意一種合適進(jìn)料機制，例如其可選自螺旋傳送器、帶式傳送器和振動傳送器。提供鐵的形式會影響進(jìn)料機制的選擇。傳送器可將鐵源傳送至進(jìn)料槽，該進(jìn)料槽通向所述第一反應(yīng)容器。在一個實施方案中，作為碎片或顆粒形式的固體鋼或固體鐵礦石提供鐵源，使用帶式傳送器或振動傳送器傳送、優(yōu)選連續(xù)地傳送至第一反應(yīng)容器中。用于步驟(a)中的第一反應(yīng)容器中的硫酸水溶液的合適濃度為5%重量/重量以上、尤其5% 50%重量/重量，優(yōu)選5% 45%重量/重量如10% 40%重量/重量或20 40%重量/重量。硫酸水溶液可合適地在高速率下循環(huán)通過第一反應(yīng)容器，下文中做進(jìn)一步說明。可以以化學(xué)計量的量在第一反應(yīng)容器中提供鐵源和硫酸水溶液或可存在過量的硫酸水溶液或可存在過量的鐵源。在一個實施方案中，存在過量的硫酸水溶液。首先，向反應(yīng)容器裝填鐵源和硫酸的水溶液；根據(jù)需要，隨著鐵源的消耗向第一反應(yīng)容器中添加另外量的鐵源。在一個實施方案中，將廣3噸如約2噸的諸如鋼的鐵源用于第一反應(yīng)容器中。熟練的讀者應(yīng)理解，應(yīng)選擇鐵源的量以確保足夠的反應(yīng)表面積。在一個實施方案中，以與第一循環(huán)罐組合的方式使用第一反應(yīng)容器。關(guān)于這一點，可將硫酸水溶液從第一循環(huán)罐循環(huán)至第一反應(yīng)容器以與鐵源反應(yīng)。優(yōu)選地，將硫酸水溶液從第一循環(huán)罐循環(huán)至第一反應(yīng)容器并至少一次地循環(huán)回第一循環(huán)罐。在一個實施方案中，將硫酸水溶液從第一循環(huán)罐循環(huán)至第一反應(yīng)容器并僅一次地循環(huán)回第一循環(huán)罐。在另一個實施方案中，將硫酸水溶液從第一循環(huán)罐循環(huán)至第一反應(yīng)容器并循環(huán)回第一循環(huán)罐兩次以上。優(yōu)選地，使用一個或多個泵如高容量泵，將硫酸水溶液從第一循環(huán)罐循環(huán)至第一反應(yīng)容器并循環(huán)回第一循環(huán)罐。典型地，硫酸水溶液的流量可為25(T450m3/hr，優(yōu)選30(T400mVhr如約300或約·350mVhrο如技術(shù)人員所理解的，合適的流量能夠通過反應(yīng)容器的設(shè)計來確定并由所添加的鐵源的流動速度和反應(yīng)器的直徑來影響。在一個實施方案中，以固體鐵的碎片或顆粒(例如鋼碎片)的形式，任選地與三價鐵化合物的顆粒一起，提供鐵源，并向第一反應(yīng)容器中進(jìn)料硫酸水溶液以在反應(yīng)容器內(nèi)產(chǎn)生固體鐵的流化床。例如，通本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：K·W·蓋茨，S·N·羅伯茨，
申請(專利權(quán))人：鈦白粉歐洲有限公司，
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